02.29 深海中潛艇會壓成廢鐵,鯨魚為什麼可以暢遊?


在海洋深處,科學家研發的潛水艇都可以被擠壓成廢鐵,海洋生物鯊魚卻能自由自在的遊蕩,很多人對這個很好奇,其實海洋深處的水壓與深度有關,越深水壓越大。與鯨魚體內自帶氣壓調節不同,核潛艇內部由於人類的存在需要維持一個固定的大氣壓,內外存在著非常大的壓差,以現在的技術,想要壓成廢鐵,仍然比較困難。

深海中潛艇會壓成廢鐵,鯨魚為什麼可以暢遊?

先指出一個事實,如果核潛艇和鯨魚一個結構,裡面都充滿了液體(水)的話,那麼無論海底壓力有多強,核潛艇都不會再被壓成碎鐵的。當然,這個內部充滿了水的核潛艇,人怎麼操作,或許就不是題主考慮的問題了。

深海中潛艇會壓成廢鐵,鯨魚為什麼可以暢遊?

1、海洋深處壓力有多大?

我們先說說這事,我只能說,很大,大到你難以想象。可能同學們很難想象得到,這個壓力有多大,我舉個例子吧。從海平面開始,深度每增加10米,壓強就會增加一個氣壓。全球的大洋水深大約4000米,這時候的壓強嘛,大約相當於一頭大象站在你的腳趾上這樣的感覺。


一般來說,潛艇中的王者,核潛艇選擇的潛水深度,大約在400-600米之間,一個是考慮自身的強度問題,另一個是考慮電磁波段屏蔽。基本在600米的海洋深度,就可以有效的隱藏自己,不被電磁波探測到了,所以,也不是越深越好的。

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2、水壓的計算方式。

水壓的計算非常簡單,水壓公式如下,其與水的密度、重力加速度、水深成正比。忽略高度變化引起的重力加速度的變化,忽略溫度變化引起的水的密度的變化,那麼水壓與水深成線性關係。


地球上最深的馬裡亞納海溝,水深11034米,取密度1000kg/m3,重力加速度10m/s2,那麼最深處的水壓為110MPa,約為1個標準大氣壓的1100倍。

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3、鯨魚怎麼就沒事了呢?

首先,本著科學的精神,我提醒這位同學一下,鯨不是魚,鯨是哺乳類動物。不管是什麼類型的動物,要進行深海潛水,那麼其主要的問題都是共同的,就是解決身體內部充滿空氣的器官,在水下受到超出陸地的壓力。

鯨有獨特的身體結構,幫助解決這些對於人類而言,災難性的問題。首先就是它們的肺部會縮小,這樣即防止了巨大的壓力對肺部本身的傷害,又能阻止肺部的氣體交換,於是也就沒有氮醚醉的問題。它們依靠血液和肌肉中的氧,就足以讓自身活動了。

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另一個主要的因素,就是鯨類動物,通常擁有強大的靜脈血管結構,潛入深水後,血管也可以抵禦強大水壓的直接擠壓效應。簡單的說,鯨也不是一個深潛的專家,一般也就生活在潛艇的活動範圍之內,在某種意義上,鯨類其實也是一艘潛艇。

小結語:

海洋的神奇之處,還在於,我們遠遠沒有揭開它的真面目。


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